Seminario de Reactores Avanzados · Introducción: El origen del reactor PWR-KWU En el año 1969 la...
Transcript of Seminario de Reactores Avanzados · Introducción: El origen del reactor PWR-KWU En el año 1969 la...
Seguridad Nuclear en el
reactor PWR-KWU
Pablo Fernández Arias
Seminario de Reactores AvanzadosETSI Industriales, Web Version 2017
Índice
Objetivos
Introducción: el Reactor PWR-KWU y su principio de funcionamiento
Componentes y sistemas principales
Sistemas de Seguridad
Sistema de Control, Limitación y Protección
Ejemplos de transitorios
Identificar las principales características del diseño PWR KWU
1
2
3
4
5
6
7
1. Definir el principio de funcionamiento de un Central Nuclear
PWR-KWU
2. Describir los componentes, sistemas principales y de
salvaguardias del reactor PWR-KWU
3. Enumerar las funciones de los sistemas de Control, Limitación y
Protección del reactor.
4. Describir el transitorio del LBLOCA
5. Describir el suceso de SBO
6. Identificar las principales características del diseño PWR KWU
Objetivos
Introducción: PWR operativos en España
Objetivo 1: Definir principio de funcionamiento Central Nuclear PWR-KWU
C.N Almaraz I y II (PWR)
C.N Ascó (PWR)
C.N Vandellós II (PWR)
C.N Trillo (PWR-KWU)
Introducción: El origen del reactor PWR-KWU
En el año 1969 la compañía
alemana Kraftwerk Union rompe
con el diseño original PWR
Westinghouse desarrollando un
imponente diseño de reactor
nuclear PWR de 1200 MWe.
Un espacio aéreo donde la
OTAN desarrollaba numerosas
prácticas de vuelo.
Un número elevado de
redundancias en los sistemas de
refrigeración de emergencia
Alemania contaba con elevadas
densidades de población
Fuertes edificios de contención,
diseñados contra el impacto de
aviones.
HISTORIA
ASPECTOS SOCIALES QUE INFLUYEN EN EL DISEÑO
Objetivo 1: Definir principio de funcionamiento Central Nuclear PWR-KWU
Introducción: Características Central Konvoi vs Trillo
Bushehr Nuclear
Power Plant (Irán)
Biblis (Alemania)
4 lazos de circuito primario
1200 MWe
Centrales Konvoi Central Nuclear de Trillo
3 lazos de circuito primario
1060 MWe
Objetivo 1: Definir principio de funcionamiento Central Nuclear PWR-KWU
Introducción: Principio de funcionamiento
Objetivo 1: Definir principio de funcionamiento Central Nuclear PWR-KWU
¿Seguridad?
Componentes y sistemas principales:
Criterios de seguridad
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
FALLOS CONSIDERADOS EN EL DISEÑO
GRADO DE REDUNDANCIA “n+2”
TIEMPO DISPONIBLE PARA ACTUAR
En caso de Accidentes de causa interna
30 minutos
En caso de EVA 10 horas
Componentes y sistemas principales:
Criterios de seguridad (grado de redundancia)
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
El grado de redundancia exigido a los
componentes activos de los sistemas de
seguridad es “n+2”
“n” es el numero de componentes necesario
para llevar a cabo la función de seguridad
Este grado de redundancia permite asumir el
concepto de “fallo único” incluso cuando se
están realizando trabajos de mantenimiento
sobre uno de los trenes redundantes de los
sistemas de Seguridad
Componentes y sistemas principales:
Criterios de seguridad (grado de automatización)
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
ALGO VA MAL
30 minutos
DISPONIBLES para
Pensar
Buscar, comprobar
Decidir
y después… ACTUAR
Componentes y sistemas principales:
Criterios de seguridad (grado de autonomía)
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
FENOMENOS NATURALES
Los accidentes de causa externa pueden ser debidos a:
ACTIVIDAD HUMANA
Componentes y sistemas principales:
Sistema primario
Generador Vapor L1
Generador Vapor L2
Generador de Vapor L3
Vasija del
Reactor
Tapa de la vasija
Presionador
Bomba R.R L3
Bomba R.R L2
Bomba R.R L1 Rama Fría L3
Rama intermedia L3
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
Componentes y sistemas principales
Sistema Eléctrico
Parque de 132 KvParque de 400 Kv
G~
T01T02
T03
Parque de 220 Kv
Salvaguardias
G~
G~
G~
G~
G~
G~
G~
G~
Emergencia
Normales
U V W X
J K L M
N P Q R
A B C D
C14 C24 C34 C44
T04 T05
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
Componentes y sistemas principales
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
DISEÑO
Generación de Vapor
Generación de corriente eléctrica
SEGURIDAD
FUNCIONAL
Soporte I&C
Sistema
Eléctrico
SUBCRITICIDAD
REFRIGERACIÓN
EMISIÓN DE ACTIVIDAD
Sistemas de Parada
Sistemas de Contención
Sistemas de Refrig. de Emergencia
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
Componentes y sistemas principales
Sistemas de seguridad
7000ppm
7000ppm
M
7000ppm
7000ppm
M
MM
MM
MM
MM
M
M
PSR
LAZOS
DAAB
DAAB
DAAB
DAAB
M
M
SUBCRITICIDAD Sistemas de Parada Barras de Control
Sistema Borado adicional
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
Componentes y sistemas principales
Sistemas de seguridad
SISTEMA
RHR
SISTEMA
REFRIGERACIÓN
COMPONENTES
NUCLEARES
SISTEMA
REFRIGERACIÓN
ESENCIAL
EXTERIOR
BARRERA
RADIACIÓN
ALIVIO
VAPOR
PRINCIPAL
ALIMENTACIÓN DE
EMERGENCIA
REFRIGERACIÓN Sistemas de Refrig. de Emergencia
Componentes y sistemas principales
Sistemas de seguridad
Objetivo 2: Describir componentes, sistemas principales y de salvaguardia
BARRERAS
Combustible
Vaina
Primario
Blindaje
Contención
Anillo
EMISIÓN DE ACTIVIDAD Sistemas de ContenciónEdificio de
Contención
Combustible
Vaina
PrimarioBlindaje
Contención
Anillo
Edificio contención
Componentes y sistemas principales
Sistemas de Control, Limitación y Protección
Objetivo 3: Funciones sistemas de Control, Limitación y Protección del reactor
DISPONIBILIDAD
SEGURIDAD
SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL REACTOR
SISTEMA DE LIMITACIÓN DEL REACTOR
SISTEMA DE REGULACIÓN DEL REACTOR
Componentes y sistemas principales
Sistemas de Control, Limitación y Protección
Objetivo 3: Funciones sistemas de Control, Limitación y Protección del reactor
REGULACION
DEL REACTOR
CONTROL DE
PRESION
CONTROL DE
NIVEL
CONTROL DE
POTENCIA
COMPENSACION
DE FUGAS
Componentes y sistemas principales
Sistemas de Control, Limitación y Protección
Objetivo 3: Funciones sistemas de Control, Limitación y Protección del reactor
Variable utilizada por el S. Limitación
Acondicionamiento de la señal
Procesamiento de la señal
Generación de las ordenes de actuación
ALARMA SEÑAL
PRIORITARIA
ACTUACIÓN DE
VALORES LIMITES
A LAS OTRAS
REDUNDANCIAS
DE LAS OTRAS
REDUNDANCIAS
Componentes y sistemas principales
Sistemas de Control, Limitación y Protección
Objetivo 3: Funciones sistemas de Control, Limitación y Protección del reactor
En cualquier situación operativa Normal, Anómala o Accidente la
seguridad de la central debe:
PARAR EL REACTOR Y ASEGURAR SU REFRIGERACIÓN
SALVAGUARDAR LA INTEGRIDAD DE LAS BARRERAS CONTRA LA LIBERACIÓN DE ACTIVIDAD
AL MEDIO AMBIENTE
OBJETIVOS DE PROTECCIÓN
SUBCRITICIDAD
REFRIGERACIÓN DEL NÚCLEO: inventario, transporte de calor, sumidero de calor, alimentación a
GVs y mantenimiento presión del primario
RETENCIÓN DE ACTIVIDAD: Limitación emisión de actividad al entorno e integridad de contención
SUBCRITICIDAD
A CORTO: BARRAS INSERTADAS POR GRAVEDAD
A LARGO: ACUMULADORES DE INYECCIÓN DE SEGURIDAD
DOBLE EDIFICIO DE CONTENCIÓN
REFRIGERACIÓN Y TRANSPORTE DE CALOR
CIRCULACIÓN NATURAL A GV.
EVACUACIÓN DE CALOR POR ALIVIO DE GV. (BLEED)
ALIMENTACIÓN A GV POR MOTOBOMBA (FEED) 24 HORAS
CONFINAMIENTO DE LA ACTIVIDAD
AISLAMIENTO GARANTIZADO POR BATERÍAS
Objetivo 5: Describir el suceso de SBO
Ejemplos de transitorios: SBO
CRITERIO DE DISEÑO
SISTEMAS DE PROTECCIÓN DEL REACTOR
SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL REACTOR
SISTEMA DE LIMITACIÓN DEL REACTOR
SISTEMA DE REGULACIÓN DEL REACTOR
ALIMENTACIÓN ELECTRICA DE SALVAGUARDIAS
Objetivo 6: identificar las principales características del diseño PWR KWU
Resumen. Principales Características del PWR-KWU
CUATRO DIESEL DE SALVAGUARDIA
CUATRO DIESEL DE EMERGENCIA
N + 2
Resumen. Principales Características del PWR-KWU
CONSIDERACIONES DE OPERACIÓN
30 minutos
DISPONIBLES para Pensar y después… ACTUAR
Objetivo 6: identificar las principales características del diseño PWR KWU
Resumen. Principales Características del PWR-KWU
SISTEMAS DE SEGURIDAD
NO EXISTE SISTEMA DE ROCIADO DE CONTENCIÓN
4 REDUNDANCIAS INDEPENDIENTES DEL SISTEMA DE INYECCIÓN DE ALTA PRESIÓN
6 ACUMULADORES DE INYECCIÓN DE SEGURIDAD (PASIVOS)
3 SISTEMAS DE AGUA DE ALIMENTACIÓN
-AGUA DE ALIMENTACIÓN
--AGUA DE ARRANQUE Y PARADA
-AGUA DE ALIMENTACIÓN DE EMERGENCIA (+ motobomba)
DOBLE EDIFICIO DE CONTENCIÓN
Objetivo 6: identificar las principales características del diseño PWR KWU